1绪论 1
参考文献 3
2石墨烯的晶体结构和电子结构 6
2.1 石墨烯的晶体结构 6
2.2 石墨烯的电子结构 7
2.2.1 单层石墨烯的电子结构 7
2.2.2 石墨烯中无质量的狄拉克费米子 10
2.2.3 双层石墨烯的电子结构 12
2.2.4 多层石墨烯的电子结构 15
参考文献 18
3石墨烯的性质及应用 19
3.1 石墨烯能带隙的打开 19
3.2 石墨烯基微电子器件和纳米电子器件 21
3.2.1 石墨烯电路中的晶体管数量 22
3.2.2 数字逻辑门 23
3.2.3 数字非易失性存储器 24
3.3 高频电子器件 27
3.3.1 模拟电压放大器 28
3.3.2 石墨烯环振荡器 29
3.4 基于分层材料的器件 31
3.5 新型的垂直型/平面型晶体管和器件 32
3.5.1 垂直隧道晶体管和垂直热电子晶体管 32
3.5.2 2d异质结构的面内传输 33
3.6 电子发射 35
3.7 石墨烯饱和吸收剂和相关设备 36
3.8 石墨烯相关应用举例 37
3.8.1 透明电极 37
3.8.2 纳米电子器件 38
3.8.3 储能应用 39
3.8.4 传感器方面的应用 39
3.8.5 复合材料方面的应用 40
参考文献 40
4石墨烯的制备、表征及转移 45
4.1 干法剥离 45
4.1.1 用于研究目的的机械剥离 45
4.1.2 阳极键合 47
4.1.3 激光烧蚀和光剥离 48
4.2 液相剥离 48
4.2.1 石墨的液相剥离 49
4.2.2 氧化石墨的液相剥离 53
4.2.3 插层石墨的液相剥离 54
4.3 SiC热蒸发法 56
4.4 化学气相沉积（CVD） 58
4.4.1 金属衬底上热CVD法制备石墨烯 59
4.4.2 绝缘衬底上热CVD法制备石墨烯 65
4.4.3 CVD法制备大尺寸石墨烯晶畴 67
4.5 其他制备方法 69
4.5.1 过渡金属表面析出法 69
4.5.2 碳纳米管解理法 69
4.6 石墨烯的表征技术 70
4.6.1 光学显微镜 70
4.6.2 原子力显微镜 71
4.6.3 扫描电子显微镜 72
4.6.4 透射电子显微镜 74
4.6.5 拉曼光谱 76
4.7 石墨烯的转移技术 78
参考文献 80
5 CVD法在单晶Mo膜衬底上制备高质量石墨烯薄膜 86
5.1 在Mo膜上生长石墨烯薄膜的研究背景 86
5.2 CVD法在单晶Mo膜上制备石墨烯薄膜 87
5.2.1 电子束蒸发制备单晶Mo膜及表征 87
5.2.2 单晶Mo膜上制备石墨烯的过程 88
5.3 生长参数对石墨烯薄膜质量的影响 90
5.3.1 H2与CH4流量比对石墨烯薄膜性质的影响 90
5.3.2 生长时间对石墨烯薄膜性质的影响 91
5.3.3 降温速率对石墨烯薄膜性质的影响 92
5.3.4 Mo膜厚度对石墨烯薄膜性质的影响 92
5.4 单晶Mo膜上生长石墨烯与Mo片上生长石墨烯比较 93
5.5 Mo膜衬底的团聚现象 94
5.6 本章小结 94
参考文献 95
6 CVD法在抛光Cu衬底上制备高质量石墨烯薄膜 96
6.1 Cu衬底上制备石墨烯薄膜的研究背景 96
6.2 Cu衬底的电化学机械抛光 96
6.2.1 Cu衬底的机械抛光 96
6.2.2 Cu衬底的电化学抛光 98
6.3 抛光与未抛光Cu衬底上生长的石墨烯比较 99
6.4 Cu衬底晶界及表面划痕对生长石墨烯的影响 100
6.5 在抛光Cu衬底上生长大尺寸石墨烯晶畴 101
6.6 两步合成法生长高质量石墨烯薄膜 103
6.7 本章小结 104
参考文献 105
7 CVD法制备的石墨烯晶畴的H2刻蚀现象研究 107
7.1 H2刻蚀石墨烯薄膜的研究背景 107
7.2 六角石墨烯晶畴的制备 107
7.3 刻蚀时间对石墨烯晶畴的影响 108
7.4 Cu面晶向对石墨烯表面刻蚀条纹的影响 109
7.5 石墨烯表面褶皱与刻蚀条纹的关系 113
7.6 降温速率对刻蚀条纹的影响 117
7.7 石墨烯的H2刻蚀过程及机理分析 117
7.8 本章小结 119
参考文献 120
8 CVD石墨烯晶畴的边缘刻蚀现象研究 122
8.1 研究背景 122
8.2 实验过程 122
8.3 石墨烯晶畴H2刻蚀的两种模式 123
8.4 影响边缘刻蚀因素分析 125
8.5 刻蚀温度和刻蚀时间对石墨烯晶畴H2刻蚀的影响 126
8.6 石墨烯边缘刻蚀分析 128
8.6.1 温度引起的边缘刻蚀 128
8.6.2 边缘刻蚀的AFM分析 129
8.7 石墨烯晶畴在降温和刻蚀过程中的形态变化 130
参考文献 132